[发明专利]用于确定流动介质的流量和/或体积的超声波流体计量器以及方法

说明书

本发明涉及一种用于确定流动介质的流量和/或体积的超声波流体计量器(1)，包括：壳体(2)、入口(3)、出口(4)、包括至少一个超声波换能器(6a)的超声波测量路径(8)、以及包括至少一个超声波换能器(9a)的第二超声波测量路径(11)，其中，所述超声波测量路径(8、11)相对彼此成一定角度地设置在壳体(2)内部并且相交，其中，分别在通流截面的投影平面中观察，所述第一超声波测量路径(8)和所述第二超声波测量路径(11)相对彼此成角度地设置并且在共同的区域M中相交。

技术领域

本发明涉及一种用于确定流动介质的流量和/或体积的超声波流体计量器和一种用于确定流动介质的流量和/或体积的方法。

超声波流体计量器通常被用于确定在流体供应线路中的流体的消耗量。超声波流体计量器通常被用于确定流体、例如水的流量、体积或者热量。

背景技术

超声波流体计量器的最常见的应用领域是用于确定在建筑物以及家庭中的饮用水消耗量的水表或者用于确定消耗的热能的热量计。这样的超声波流体计量器通常具有带有入口和出口的壳体。借助该壳体能够将超声波流体计量器安装到流体管路网络、例如饮用水供应装置中。流体在超声波流体计量器内部的流动方向能够不变地从入口至出口或者也能够根据超声波流体计量器的结构而改变。

超声波流体计量器的功能基于使用尤其基于压电的超声波换能器，所述超声波换能器被安装在超声波流体计量器的壳体的区域中。在此，总是两个超声波换能器形成一个超声波换能器对，其中，在超声波换能器对的两个超声波换能器之间存在一个超声波测量路径。超声波信号、所谓的超声束能够沿着超声波测量路径被超声波换能器发送和接收。在此，超声波测量路径可具有最不同的形式。所述超声波测量路径可例如是线性的、弯曲的、U形的或者由于多次偏转是锯齿线状的。由超声波换能器产生的声波分布到强度不同的空间划分的声波瓣上。除了轴向的主声波瓣之外，可能形成不能避免的、超声波换能器特定的次声波瓣。

借助超声波换能器确定流经的介质的流量和/或体积借助超声波信号的运行时间差测量实现。通过如下方式确定运行时间差：首先将超声波信号沿着超声波测量路径沿流动方向从超声波换能器对的第一超声波换能器发送至超声波换能器对的第二超声波换能器。接着，将超声波信号从第二超声波换能器沿着超声波测量路径逆着流动方向发送至第一超声波换能器。超声波信号从其中一个超声波换能器沿着超声波测量路径至另一个超声波换能器的传输在沿着介质的流动方向时比逆着介质的流动方向时更快地进行。将两个超声波信号的这种传输持续时间上的时间差视作超声波信号的运行时间差距或者运行时间差。借助这种运行时间差距和在准备阶段已知的超声波流体计量器或超声波测量路径的尺寸能够确定流经的介质的流量亦或体积。

也以有利的方式使用如下超声波流体计量器，这些超声波流体计量器使用具有两个或者多个超声波测量路径的对角声波穿透的测量原理。由各个超声波测量路径的测量值能够形成平均值，以便获得更准确的测量结果。通常，在多个超声波测量路径中，将超声波换能器平行地或者镜面对称地插入到超声波流体计量器的壳体中，由此产生平行延伸的超声波测量路径。由此得出结构上的优点，因为例如能简单地实施线路引导或者壳体加工。然而，在超声波声学以及流体引导方面，测量技术可能导致各种问题，例如不测量在流体中心的最大的流动速度、不准确地形成超声波信号的平均值和/或超声波换能器对的平行的超声波测量路径或者说超声波信号的声学串扰。

出版的现有技术：